摘要:
腸道內(nèi)壁的特殊結構使其具有很大的表面積,上皮細胞、分泌物和益生菌在腸道表面構成了菌膜屏障,它能防止致病菌及有害物質侵入、促進營養(yǎng)的消化吸收、提高機體的免疫功能。當機體在缺血缺氧、腸道菌群失調(diào)、營養(yǎng)供給不足、內(nèi)毒素過量、機體應激時,腸道菌膜要受到損傷。使用微生態(tài)制劑對疾病進行治療時,應注意同時促進黏膜的修復和穩(wěn)固。穩(wěn)定的腸道菌膜屏障,可使益生菌發(fā)揮出更好的作用。
關鍵詞:腸道黏膜、益生菌、菌膜屏障
腸道是營養(yǎng)消化與吸收的重要器官,無論對維持生命活動、機體健康,還是在疾病的臨床治療中,腸道起著重要的作用,營養(yǎng)是生命和健康的基礎,也是臨床治療的保障。當食物經(jīng)口腔的咀嚼、唾液的浸潤和淀粉酶的作用后進入胃,再經(jīng)胃的研磨、酸化和蛋白酶分解進入小腸(十二指腸、空腸和回腸)后,食物中的糖類可被需要能量的轉運方式吸收;酶解的蛋白質,可以小肽和氨基酸形式被吸收;脂肪與膽汁混合并乳化后,在脂肪酶的作用下,生成的脂肪酸和甘油-酯可被小腸吸收;礦物質和維生素以特殊方式吸收,其中脂溶性維生素的吸收需要膽汁參與,90%的膽汁在回腸被回收;由于腸道中滲透壓的變化,在消化過程中腸道要分泌大量液體進入腸腔,這些液體在空腸、回腸被部分回收。大腸(盲腸、結腸、直腸)將水、無機鹽、維生素進一步吸收后,食物殘渣形成糞便,排出體外。由此可見從食物到糞便的消化過程伴隨著多種生理生化反應。
對食物消化與吸收過程、腸道功能和腸道結構的研究發(fā)現(xiàn),腸道是內(nèi)壁被黏膜覆蓋、具有肌肉蠕動功能、內(nèi)壁多絨毛柱狀細胞的特殊管道。由于其手指樣突起的絨毛結構,使腸道內(nèi)擁有很大的比表面積,是機體同外環(huán)境接觸的最大交界面。普通成人腸道的面積可達到約200m2,在腸內(nèi)表面覆蓋著厚度約為100-800μm,由腸道分泌物形成的黏膜,它具有選擇性滲透或過濾作用,允許機體所需的營養(yǎng)物質從腸腔進入機體內(nèi)環(huán)境;這種黏膜還具有屏障作用,可防止有害物質(病原微生物、腸腔內(nèi)抗原和促炎癥因子)侵入。微生態(tài)學的研究發(fā)現(xiàn),在漫長的進化過程中,腸道黏膜上定居著大量微生物,目前從腸道中分離到的菌株有500多種,這些被稱為益生菌的微生物同腸黏膜(上皮細胞、上皮細胞側面的細胞鏈接和上皮下的固有膜及分泌物等)形成了一道嚴密屏障-菌膜屏障,它對機體有著多方面的作用。
目前已確認的腸道菌膜功能為:
①防止治病菌、有害物質侵入
腸道益生菌通過粘附位點定居在腸道黏膜上,使得病原細菌沒有定植的位置,從而大大減少了感染率;這些定居的益生菌還能產(chǎn)生抗菌物質,對致病細菌有殺傷和抑制其生長作用;它們還可以刺激機體產(chǎn)生對致病細菌的抗體,加速對其的清除;益生菌在腸道生長能產(chǎn)生有機酸,使腸道環(huán)境的pH值降低,不利于致病細菌生長。益生菌能分解、利用、轉化消化過程中產(chǎn)生的有害物質,可防止其進入體內(nèi)。
②營養(yǎng)作用
益生菌能合成多種維生素(如B族維生素、維生素K、尼克酸、生物素和葉酸等);產(chǎn)生有機酸,有利于提高礦物質元素的溶解度,提高其生物利用度;另外腸道益生菌還可產(chǎn)生多種酶,有利于營養(yǎng)物質的分解與吸收。
③免疫作用
腸道雖然是消化器官,同時又是重要的免疫器官,是機體免疫系統(tǒng)的一個重要組成部分,腸道黏膜上皮內(nèi)含有大量的免疫細胞和免疫分子。腸道免疫系統(tǒng)是由存在于腸壁中的腸相關淋巴組織及分泌的IgA、IgM及IgE等組成,具有體液與細胞免疫屏障作用,可阻止腸道內(nèi)的抗原性物質滲透。黏膜上的益生菌可促進機體免疫器官發(fā)育成熟,并作為廣譜抗原刺激機體產(chǎn)生免疫應答。腸道菌膜對營養(yǎng)物質消化和吸收、機體的健康起著重要的作用,但它也是致病微生物和毒素侵入的主要入口。當腸道菌膜屏障損傷時,腸道中的微生物和毒素便可進入門靜脈和淋巴系統(tǒng)引起細菌移位,甚至發(fā)展為全身性炎反應綜合征和多器官功能衰竭綜合征。
引起腸道菌膜損傷的主要原因可歸納為:
①缺血缺氧
小腸絨毛的微動脈、微靜脈和毛細血管在腸絨毛的頂端呈弓形的發(fā)夾狀,易發(fā)生氧的短路,并且距母支較遠,常導致絨毛頂部的氧分壓大大低于動脈血中的氧分壓,故其頂部供血供氧較差,在缺血缺氧時更易引起損傷。一般情況下,流經(jīng)胃腸道的血量占全身循環(huán)血量的30%左右。應激狀態(tài)時,機體為了保證心、腦等重要器官的血液供應,會減少腸道的血液供應。研究表明,在各種應激狀態(tài)下,胃腸道最早發(fā)生缺血,又最后得到恢復。在缺血缺氧時腸道上皮細胞有氧代謝障礙,使ATP生成減少, 細胞膜上的鉀-鈉泵功能降低,不能有效地把細胞內(nèi)的鈉轉運到細胞外,造成細胞內(nèi)鈉、水滯留,引起細胞水腫、壞死及細胞連接斷裂。壞死的上皮細胞從絨毛頂端脫落,甚至黏膜全層脫落形成腸黏膜糜爛或潰瘍,導致腸黏膜屏障損傷。另外,缺血缺氧還會導致腸黏膜上皮細胞無氧代謝,酸性產(chǎn)物增多引起局部酸中毒,加重上皮細胞損傷。
②腸道菌群失調(diào)
腸道中寄生著大量的益生菌,小腸內(nèi)的益生菌濃度約為106-1010 CFU/L,隨著腸道的下行,益生菌的濃度越來越高。空腸主要為革蘭陽性需氧菌,回腸主要為革蘭陰性厭氧菌。結腸細菌的濃度可增加到1014-1015 CFU/L。在這些益生菌中主要是類桿菌、真桿菌、雙歧桿菌、乳酸菌和厭氧球菌等。他們對維護腸道菌群平衡起著非常關鍵的作用,他們的正常生長可有效地抑制其它致病微生物在腸黏膜表面黏附、定植、生長、繁殖。但它們都是抗菌藥物的敏感菌,大量使用抗菌藥物時,其數(shù)量急劇減少甚至消失。當其它耐藥微生物過度生長,就會引起腸道菌群失調(diào),造成腸道菌膜屏障功能損傷。放射性物質和放射線的使用也有同樣的破壞作用。
③營養(yǎng)因素
腸黏膜上皮細胞70%的營養(yǎng)供應來自腸腔內(nèi)營養(yǎng)物質的直接吸收。特殊的氨基酸能直接為小腸黏膜上皮細胞提供營養(yǎng);長鏈脂肪酸能為小腸黏膜上皮細胞提供能量;短鏈脂肪酸在結腸內(nèi)分解為乙酸、丙酸鹽、丁酸鹽后可為結腸提供能量;腸內(nèi)營養(yǎng)素可引起多種胃腸道激素釋放、刺激胃腸蠕動、激活腸黏膜免疫系統(tǒng)、維持腸道內(nèi)正常菌群繁殖。當營養(yǎng)因素缺失,腸道絨毛高度降低,絨毛出現(xiàn)萎縮,上皮細胞更新率減慢,益生菌在腸道黏膜上的粘附能力下降、數(shù)量減少,腸道菌膜功能下降。
④內(nèi)毒素
內(nèi)毒素是革蘭陰性菌細胞壁外膜上的一種脂多糖(LPS)和微量蛋白質的復合物,LPS是它的主要抗原性及致病性部分。LPS是細菌死亡或解體后才釋放出來的一種具有廣泛生物活性的細菌結構成分。在重癥肝炎、腸道菌群失調(diào)、嚴重創(chuàng)傷、休克、機體免疫力下降等情況下,腸道內(nèi)的致病菌,特別是革蘭陰性菌就會大量生長、繁殖并釋放大量的內(nèi)毒素,不但可直接引起腸黏膜屏障損傷,導致大量內(nèi)毒素進入血液循環(huán)。
⑤炎癥介質
致炎癥介質是指炎癥過程中,參與炎反應的一系列化學物質。炎癥介質的前身存在于血漿中或細胞內(nèi)。在應激狀態(tài)下,它們可以被激活并相互作用不斷循環(huán)促進,形成“瀑布樣”反應,在引起一系列炎癥病理變化的同時也可引起腸菌膜屏障的損傷。
腸道黏膜和黏膜上定居的益生菌是構成菌膜屏障的關鍵因素,通過對有益菌在黏膜上的粘附機制研究,不同種類的微生物在腸道黏膜上的粘附能力有明顯的差異,益生菌細胞壁中的脂磷壁酸、表面蛋白等粘附素可與宿主細胞表面的受體相結合,從而粘附在腸道黏膜上,粘附程度受多種環(huán)境因素的影響。益生菌粘附于腸道上皮細胞是其定植的前提,也是其發(fā)揮生物學作用的基礎。因此在使用微生態(tài)制劑對腸道的菌群失調(diào)和疾病進行治療時,應注意同時調(diào)整機體的供血供氧狀態(tài)、促進腸道上皮細胞的能量代謝、增加益生菌的營養(yǎng)供給等條件,使更多的益生菌粘附或定植于腸道表面,形成健康的腸道菌膜屏障,才能達到理想的使用效果。
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